Зносостійкий сплав на основі заліза

Зносостійкий сплав на основі заліза, що містить вуглець, хром, марганець і кремній, який відрізняється тим, що він містить компоненти в наступному співвідношенні, мас.%: вуглець 1,20-1,70 хром 2,00-3,00 марганець 0,17-1,50 кремній 0,17-1,20 залізо решта. (19) (21) u200511023 (22) 21.11.2005 (24) 17.04.2006 (46) 17.04.2006, Бюл. № 4, 2006 р. (72) Бриков Михайло Миколайович, Андрущенко Михайло Іванович, Куликовський Руслан Анатолійович (73) Бриков Михайло Миколайович, Андрущенко Михайло Іванович, Куликовський Руслан Анатолійович 3 13949 4 експлуатаційних властивостей виробів зі сплаву, Якщо вміст вуглецю перевищує 1,7мас.%, то зокрема, підвищення зносостійкості. через надмірну стабільність аустеніту при зношуПоставлена задача вирішується тим, що у віванні на поверхні тертя не утворюється необхідна домому зносостійкому сплаві на основі заліза, кількість мартенситу деформації, внаслідок чого який містить вуглець, хром, марганець і кремній, знижується ступінь зміцнення і зносостійкість новим, відповідно до технічного рішення, є те, що сплаву. Крім того, при вмісті вуглецю вище сплав містить компоненти в наступному співвід1,7мас.% у структурі практично неможливо уникнуношенні (мас.%): ти карбідної фази, що призводить до зниження вуглець 1,20-1,70 рівня в'язкопластичних властивостей. хром 2,00-3,00 При вмісті хрому нижче 2мас.% неможливо марганець 0,17-1,50 одержати в структурі термообробленого сплаву кремній 0,17-1,20 необхідної кількості залишкового аустеніту, в резалізо решта. зультаті чого не забезпечується високий ступінь Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю зміцнення і зносостійкості. При цьому існує небезсуттєвих ознак корисної моделі, яка заявляється, і пека графітизації сплаву, що може збіднити маттехнічним результатом, що досягається, полягає в рицю сплаву вуглецем до неприпустимого рівня, тому, що сукупність заявлених ознак, а саме: що також може призвести до зниження ступеня -нове співвідношення компонентів сплаву (у зміцнення і зносостійкості. мас.%): Збільшення вмісту хрому більше 3мас.% надвуглець 1,20-1,70 мірно знижує розчинність вуглецю в аустеніті, і, хром 2,00-3,00 відповідно, призводить до зниження мікротвердосмарганець 0,17-1,50 ті поверхні тертя і зносостійкості. Збільшення вмісзалізо решта, ту марганцю вище 1,5мас.% стабілізує аустеніт і у сукупності з відомими ознаками забезпечує призводить до зниження зносостійкості. поліпшення експлуатаційних властивостей виробів Були виготовлені дослідні зразки зі зносостійзі сплаву, що заявляється, а саме, підвищення ких сплавів на основі заліза, що містять вуглець, зносостійкості. хром, марганець і кремній, з різним співвідношенЗаявлене співвідношення компонентів зносоням компонентів. Після термічної обробки зразків, стійкого сплаву на основі заліза є необхідним і яка проводилася в однакових умовах, здійснювали достатнім для досягнення необхідного технічного дослідження впливу складу сплаву на його зносорезультату. стійкість. Це пов'язано з тим, що заявлене співвідноРезультати дослідження представлені в табшення компонентів сплаву дозволяє одержати лиці. структуру термообробленого сплаву, яка містить Частина дослідних зразків, виготовлених зі до 100% залишкового аустеніту. Така структура є сплавів на основі заліза, містили однакову кільоптимальною і здатна в процесі зношування перекість хрому - 2,5мас.%, марганцю - 1,0мас.% і кретерплювати максимально можливе зміцнення мемнію - 0,8мас.%, а вуглець - у кількості 1,0; 1,2; 1,4; талевої матриці за рахунок фазових перетворень 1,7; 2,0мас.% (приклади 1-5). аустеніту у високотверду і зносостійку ос-фазу, тобто, за рахунок утворення мартенситу дефорТаблиця мації і збільшення щільності дислокацій в аустеніті, який не перетерпів перетворень. При цьому Вміст компонентів сплаву, мас. % Відносна № мартенсит деформації має підвищену твердість, а зносоз/р С Cr Mn Si Fe частина аустеніту, що залишилася, зміцнюється в стійкість процесі механічного наклепу, залишаючись більш 1 1,0 2,5 1,0 0,8 решта 2,0 в'язкою, ніж мартенсит. Таким чином, зміцнений 2 1,2 2,5 1,0 0,8 -"2,4 шар має високу твердість, а також пластичність, 3 1,4 2,5 1,0 0,8 -"2,5 що забезпечує підвищену зносостійкість робочої 4 1,7 2,5 1,0 0,8 -"2,4 поверхні деталей, виготовлених зі сплаву, що зая5 2,0 2,5 1,0 0,8 -"2,0 вляється. 6 1,4 1,5 1,0 0,8 -"2,1 Експериментальне встановлено, що найкра7 1,4 2,0 1,0 0,8 -"2,3 щими експлуатаційними властивостями володіють 8 1,4 2,5 1,0 0,8 -"2,5 вироби зі сплавів, які містять компоненти в спів9 1,4 3,0 1,0 0,8 -"2,4 відношенні, що заявляється. Вироби зі сплавів, що 10 1,4 3,6 1,0 0,8 -"2,0 містять компоненти в позамежних значеннях, ма11 1,05 1,0 1,0 0,8 -"1,4 ють гірші експлуатаційні властивості. При вмісті вуглецю в сплаві менше 1,2мас.% у присутності хрому і марганцю в діапазоні, що заявляється, не забезпечується досить висока здатність до зміцнення поверхні тертя в процесі зношування і, у зв'язку з цим, не досягається необхідно високий рівень зносостійкості. Крім того, у результаті утворення великої кількості мартенситу - крихкої структурної складової - знижується експлуатаційна надійність деталей. Високі показники відносної зносостійкості отримані в зразках сплавів, які містять вуглець у межах, що заявляються, (приклади 2-4). При цьому показники відносної зносостійкості зразків зі сплавів, що містять вуглець у кількості менше або більше заявленої, значно нижче (приклади 1, 5). Дослідженню піддавалися також зразки, що містять однакову кількість вуглецю - 1,4мас.%, марганцю - 1,0мас.%, кремнію - 0,8мас.% і різну 5 13949 6 кількість хрому - 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,6мас.% (прикносна зносостійкість зразків з відомого сплаву зналади 6-10). чно нижче відносної зносостійкості зразків з заявНайкращі показники відносної зносостійкості леного сплаву. отримані в прикладах 7-9, тобто, для зразків, що Промислова придатність корисної моделі, що містять хром у межах, що заявляються. У випадку, заявляється, підтверджується можливістю одерколи сплави містять хрому менше 2,0мас.% або жання зносостійкого сплаву на основі заліза з вібільше 3,0мас.%, виготовлені з таких сплавів зраздомих компонентів у заявленому співвідношенні ки мають більш низьку зносостійкість у порівнянні на відомому устаткуванні. зі зразками, виготовленими зі сплаву, що заявляТаким чином, заявлений зносостійкий сплав на ється. основі заліза має поліпшені експлуатаційні власУ прикладі 11 наведені дані, що характеризутивості, зокрема, високу зносостійкість, що дозвоють відомий сплав за прототипом, що містить вуглить виготовленим зі сплаву виробам знайти підлецю - 1,05мас.%, хрому - 1,0мас.%, марганцю вищений попит у споживача. 1,0мас.%, кремнію - 0,8мас.%, заліза - решта. Від Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601